高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于计算机视觉的实木表面智能化分选系统设计

李超 吕宪伟 涂文俊 张怡卓

李超, 吕宪伟, 涂文俊, 张怡卓. 基于计算机视觉的实木表面智能化分选系统设计[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(3): 102-109. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150294
引用本文: 李超, 吕宪伟, 涂文俊, 张怡卓. 基于计算机视觉的实木表面智能化分选系统设计[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(3): 102-109. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150294
LI Chao, LÜ Xian-wei, TU Wen-jun, ZHANG Yi-zhuo. Design of an intelligent wood surface grading system based on computer vision[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(3): 102-109. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150294
Citation: LI Chao, LÜ Xian-wei, TU Wen-jun, ZHANG Yi-zhuo. Design of an intelligent wood surface grading system based on computer vision[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(3): 102-109. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150294

基于计算机视觉的实木表面智能化分选系统设计

doi: 10.13332/j.1000-1522.20150294
基金项目: 

林业公益性行业科研专项(201304510)、黑龙江省自然基金项目(C201405、C2015054)、黑龙江省留学回国人员择优资助项目“面向实木地板缺陷的在线融合分选方法研究”

详细信息
    作者简介:

    李超,博士,讲师。主要研究方向:信号处理与图像处理。Email: lchao820225@163.com 地址:150040 黑龙江省哈尔滨市和兴路26号东北林业大学机电工程学院。
    责任作者: 张怡卓,博士,副教授。主要研究方向:图像处理与模式识别。Email :nefuzyz@163.com 地址:同上。

    李超,博士,讲师。主要研究方向:信号处理与图像处理。Email: lchao820225@163.com 地址:150040 黑龙江省哈尔滨市和兴路26号东北林业大学机电工程学院。
    责任作者: 张怡卓,博士,副教授。主要研究方向:图像处理与模式识别。Email :nefuzyz@163.com 地址:同上。

Design of an intelligent wood surface grading system based on computer vision

  • 摘要: 设计一种集实木传送、图像定位与采集、实木板材表面识别与分选的智能系统,系统通过传送带运送实木板材,CCD摄像头获取板材图像,在触摸屏工控机TPC700-9190T上应用MFC与OpenCV编写分选程序对板材图像进行分析,识别结果通过STM32单片机控制电磁阀完成实木板材的分类。在图像定位与识别算法中,采用积分投影算法确定板材边界,动态采集板材表面图像;在颜色分类方面,利用L*a*b*空间颜色分量的均值、方差和斜度3个低阶矩表达颜色;在缺陷检测方面,提出了基于纹理填充的缺陷分割方法,通过获取纹理掩膜图像,然后利用板材背景颜色淡化纹理,最后应用加权阈值法完成缺陷分割,分割后计算缺陷面积、边缘灰度均值、内部灰度均值和长宽比等特征表达缺陷信息;在纹理识别方面,提出了基于Contourlet变换的纹理特征提取方法,通过对纹理图像进行Contourlet变换3层分解,得到1个低频子带、6个中频子带和8个高频子带,分别计算低频和中频系数矩阵的均值和方差,并与高频系数矩阵的能量组成22个特征表达纹理信息;最后设计SVM分类器,分别对颜色、缺陷和纹理进行识别。采用300个柞木样本进行实验,板材传送速度在小于1.5 m/s范围内,颜色识别准确率为100%;活节、死结和裂纹识别准确率分别为92.2%、95.6%和93.3%;直纹、弯纹识别准确率分别为93.9%、92.8%。实验结果表明,分选系统具有实时、高效、准确的特点。

     

  • [1] ZHANG Y Z,MA L,XU L, et al. Wood board texture classification based on genetic fusion of wavelet and curvelet features[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2014, 36(2):119-124.
    [1] 张怡卓,马琳,许雷,等.基于小波与曲波遗传融合的木材纹理分类[J].北京林业大学学报,2014,36(2):119-124.
    [2] QIAN Y,BAI R L, NI J, et al.Floor hierarchical classification research based on color characteristics[J].Computer Engineering and Applications,2013,49(13):245-252.
    [2] RUZ G A,ESTEVEZ P A, RAMIREZ P A.Automated visual inspection system for wood defect classification using computational intelligence techniques[J]. International Journal of Systems Science,2009,40(2):163-172.
    [3] BAI X B,ZOU L H.Segmentation method of timber surface defects based on gray level-gradient co-occurrence matrix[J]. Forest Engineering,2007,23(2):16-18.
    [3] 钱勇,白瑞林,倪健,等. 基于颜色特征的地板层次分类研究[J].计算机工程与应用,2013,49(13):245-252.
    [4] WANG A C,CAO L. Fast recognition of veneer defect image based on improved contour model[J].Computer Engineering,2013,39(1):1-6.
    [4] 白雪冰,邹丽晖.基于灰度-梯度共生矩阵的木材表面缺陷分割方法[J].森林工程,2007,23(2):16-18.
    [5] 王阿川,曹琳. 基于改进轮廓模型单板缺陷图像快速识别方法[J]. 计算机工程,2013,39(1):1-6.
    [5] XIE Y H,QIAN Y H,BAI X B.Classification of wood texture based on wavelet transform and fractal dimension[J]. Journal of Northeast Forestry University,2010,38(12):118-120.
    [6] XU L,WANG M,WEN Y. Moving object detection using LAB color space[J]. Journal of Huazhong University of Science and Technology(Nature Science Edition),2013,41(Suppl.1):219-222.
    [6] 谢永华,钱玉恒,白雪冰.基于分形理论木材表面缺陷识别的研究[J]. 东北林业大学学报,2010,38(12):118-120.
    [7] 许莉,王敏,温月. 基于Lab颜色空间的运动目标检测[J]. 华中科技大学学报(自然科学版),2013,41(增刊1):219-222.
    [7] XU K,LI Y.An image search approach based on local main color feature and texture feature[J]. Journal of Xi'an Shiyou University(Nature Science Edition),2005,20(2):77-79.
    [8] ZHANG Y Z,CAO J,XU L,et al.Wood floor defects segmentation and recognition based on morphological and SOM[J].Electric Machines and Control,2013,17(4):116-120.
    [8] 徐琨,李燕. 基于分块颜色矩和纹理特征的图像检索方法[J]. 西安石油大学学报(自然科学版),2005,20(2):77-79.
    [9] FENG G H. Parameter optimizing for support vector machines classification[J].Computer Engineering and Applications,2011,47(3):123-124,128.
    [9] 张怡卓,曹军,许雷,等.实木地板缺陷形态学分割与SOM识别[J].电机与控制学报,2013,17(4):116-120.
    [10] DO M N, VETTERLI M. The contouelet transform: an efficient directional multiresolution image representstion[J].IEEE Transaction on Image Processing,2005,14(2):2091-2106.
    [11] DO M N.Directional multiresolution image representations[D]. Canberra: University of Canberra, 2001.
    [12] 奉国和. SVM分类核函数及参数选择比较[J]. 计算机工程与应用,2011,47(3):123-124,128.
    [13] CHANG C C, LIN C J.LIBSVM:a library guide to support vector machines[EB/OL].[2009-06-07]. http:∥www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/papers/guide/guide.pdf.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2838
  • HTML全文浏览量:  251
  • PDF下载量:  23
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-08-07
  • 刊出日期:  2016-03-31

目录

    /

    返回文章
    返回